Application dans le cadre du projet de sous-station de Dongting de la société Hebei Guanyi Rongxin Technology
Résumé : Face à la demande croissante en électricité, les exigences en matière de fiabilité de l'alimentation électrique sont de plus en plus strictes. De nombreux réseaux électriques comportent deux lignes d'alimentation, voire plus. Les dispositifs de commutation automatique pour alimentation de secours permettent d'améliorer efficacement la fiabilité de l'alimentation. Ces dispositifs peuvent activer automatiquement et rapidement l'alimentation de secours ou basculer l'utilisateur sur celle-ci après une coupure de l'alimentation principale suite à une panne. Cet article présente le dispositif de commutation automatique basse tension AM5-DB pour alimentation de secours. Ce dispositif assure des fonctions de protection adaptées aux différents modes d'alimentation du poste de Dongting et contribue à améliorer considérablement la fiabilité, la sécurité et la qualité de l'alimentation électrique du poste. Il favorise ainsi l'automatisation complète du poste et la réduction, voire l'absence, de personnel de surveillance.
Mots-clés : Fiabilité ; commutation automatique de l’alimentation de secours ; dispositif de commutation automatique basse tension pour alimentation de secours
1. Aperçu du projet
Ce projet concerne la construction du nouveau poste de transformation 500 kV de Dongting, dans le Hunan. Son élément principal est l'armoire de distribution basse tension, comprenant trois entrées pour transformateurs de station et un contact. Le transformateur de station n° 0 est de 10 kV/0,4 kV, tandis que les transformateurs n° 1 et 2 sont de 35 kV/0,4 kV. En cas de défaillance d'un transformateur de station, le transformateur de secours doit pouvoir basculer automatiquement sur la section de jeu de barres hors tension afin d'assurer la continuité de l'alimentation. De plus, si le jeu de barres de service basse tension du poste est équipé de dispositifs d'autocommutation, il doit assurer une fonction de blocage en cas de défaut sur le jeu de barres basse tension, avec commutation automatique de secours.
Le dispositif de commutation automatique de secours basse tension de ce projet est fourni par Acrel Electric, et la société Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. est responsable de la construction, de l'exploitation et de la maintenance. Hebei Guanyi Rongxin Technology Co., Ltd. est une entreprise de services énergétiques complète, spécialisée dans la recherche et le développement, la production et la vente d'équipements d'économie d'énergie pour salles serveurs intelligentes, de systèmes de gestion de batteries intelligents, de systèmes de stockage d'énergie, de produits pour réseaux intelligents, le développement, l'investissement, la construction et l'exploitation de projets d'énergies nouvelles, la maîtrise d'œuvre de projets d'ingénierie électrique, ainsi que l'exploitation et la maintenance de réseaux électriques, etc. L'entreprise est composée d'un centre marketing, d'un centre de R&D, d'un centre de conception, d'un centre de production, d'un centre d'ingénierie, d'un centre d'exploitation, d'un centre financier et d'un centre intégré. Dotée d'un système de gestion performant, elle innove constamment pour améliorer sa compétitivité. Grâce à ses progrès technologiques, à une gestion rigoureuse et à un service d'excellence, l'entreprise a connu un développement rapide, stable et durable.
2. Demande de produits
Le schéma de câblage électrique principal de ce projet est présenté sur la figure 1, et un total des deux méthodes de logique d'auto-approvisionnement suivantes doivent être mises en œuvre :
Figure 1 Schéma de câblage électrique principal
Méthode de contrôle 1 : les stations n° 0 et n° 2 sont mises en service, tandis que la station n° 1 n'est pas mise en service.
(1) En fonctionnement normal, les sections 2QF et 5QF sont fermées, tandis que les sections 3QF et 4QF sont déconnectées. Dans ce cas, le transformateur de la station n° 2 fonctionne avec deux sections de barres omnibus (la station n° 1 étant réservée à l’alimentation de secours et fonctionnant manuellement ; la section 1QF est déconnectée par défaut). Lorsque le dispositif de commutation automatique de l’alimentation de secours détecte la tension, le courant et l’état du disjoncteur, et après un certain délai, la charge automatique de secours entre en phase de préparation.
(2) En cas d'anomalie de tension sur la ligne d'arrivée du transformateur de poste n° 2 et si le commutateur automatique de secours détecte une absence de tension ou de courant dans ce transformateur, les disjoncteurs d'arrivée 2QF et de barres omnibus 5QF du transformateur de poste n° 2 sont ouverts. Le commutateur automatique de secours ferme alors les disjoncteurs 3QF et 4QF du transformateur de poste n° 0. Le transformateur de poste n° 0 alimente alors deux sections de barres omnibus.
(3) Lorsque la tension d'entrée du transformateur de la station n° 2 revient à la normale et que le dispositif de commutation automatique de l'alimentation de secours détecte la tension de la ligne d'entrée 2, il est prêt à se charger et à rétablir l'alimentation électrique à partir de cette ligne. Une fois la charge terminée, il déconnecte les interrupteurs QF3 et QF4 du disjoncteur du transformateur de la station n° 0, ferme le disjoncteur d'entrée 2QF et le disjoncteur de barre omnibus 5QF du transformateur de la station n° 2, et rétablit l'alimentation de l'ensemble de la section de la station n° 2.
Méthode de contrôle 2 : les stations n° 1, n° 0 et n° 2 sont mises en service.
(1) En fonctionnement normal : la ligne d’arrivée du transformateur de la station n° 1 est connectée à la barre omnibus de la section I, et celle du transformateur de la station n° 2 à la barre omnibus de la section II ; les transformateurs 1QF et 2QF sont donc connectés, tandis que les transformateurs 3QF, 4QF et 5QF sont déconnectés. Lorsque le dispositif de commutation automatique de secours détecte la tension, le courant et l’état du disjoncteur, après un certain délai, le système de secours passe en mode de préparation de la charge automatique.
(2) La tension d'entrée de la ligne 1 est anormale puis revient à la normale :
① Lorsque la tension de la ligne d'arrivée 1QF est anormale et que le dispositif de commutation automatique de l'alimentation de secours détecte l'absence de tension ou de courant au niveau du transformateur de la station n° 1, l'interrupteur de la ligne d'arrivée 1QF est ouvert, puis l'interrupteur 3QF du transformateur de la station n° 0 est fermé afin d'alimenter la barre omnibus de la section I à partir du transformateur de la station n° 0. (L'interrupteur de la barre omnibus 5QF sert également d'interrupteur de maintenance manuelle).
② Lorsque le dispositif de commutation automatique de l'alimentation de secours détecte que la tension de la ligne d'entrée 1 est revenue à la normale, le commutateur d'alimentation de secours est prêt à reprendre son fonctionnement.
Charge à partir de la ligne d'arrivée n° 1. Une fois la charge terminée, déconnectez l'interrupteur 3QF de l'interrupteur automatique de secours, fermez l'interrupteur 1QF et rétablissez le jeu de barres de la section I du transformateur de poste n° 1.
(3) La tension d'entrée de la ligne 2 est anormale puis revient à la normale :
① Lorsque la tension de la ligne d'arrivée 2QF est anormale et que le dispositif de commutation automatique de l'alimentation de secours détecte l'absence de tension ou de courant au niveau du transformateur de la station n° 2, l'interrupteur de la ligne d'arrivée 2QF est ouvert, puis l'interrupteur 4QF du transformateur de la station n° 0 est fermé afin d'alimenter la barre omnibus de la section II à partir du transformateur de la station n° 0. (L'interrupteur de la barre omnibus 5QF sert également d'interrupteur de maintenance manuelle).
② Lorsque le dispositif de commutation automatique de l'alimentation de secours détecte que la ligne d'entrée 2 est revenue à la tension normale, l'interrupteur d'alimentation de secours est prêt à reprendre la charge à partir de la ligne d'entrée n° 2. Une fois la charge terminée, déconnectez 4QF de l'interrupteur automatique de secours, fermez 2QF et rétablissez la barre omnibus de la section II du transformateur de la station n° 2.
3. Solutions produits
L'alimentation de secours est assurée par trois lignes d'arrivée de transformateurs de station et une barre omnibus unique. Deux dispositifs de protection à commutation automatique basse tension AM5-DB, installés sur les armoires 3QF et 4QF, sont utilisés. Un schéma secondaire, illustrant les interconnexions, est établi en fonction du mode d'alimentation. Un programme spécifique permet la commutation mutuelle des alimentations principale et de secours.
Le schéma de conception du terminal arrière de l'appareil est le suivant :
Figure 2. Schéma des bornes arrière du dispositif de commutation automatique basse tension AM5-DB pour alimentation de secours.
4. Photos d'installation sur site
Le dispositif de protection de commutation automatique basse tension AM5-DB pour l'alimentation de secours de ce projet est installé sur le tableau de distribution basse tension de manière décentralisée locale, et l'installation sur site est illustrée dans la figure suivante. Le projet est en service depuis 2023 et fonctionne normalement.
Figure 3. Schéma d'installation du dispositif de protection à commutation automatique basse tension AM5-DB pour alimentation de secours.
5. Conclusion
En Chine, l'approvisionnement en électricité repose principalement sur le réseau national, et le déficit de puissance ne cesse de s'accroître, notamment lors des pics de consommation où les pénuries d'électricité sont importantes. C'est pourquoi de nombreuses grandes entreprises ont construit leurs propres centrales électriques ou se sont équipées de groupes électrogènes. Le dispositif de commutation automatique pour alimentation de secours garantit une alimentation électrique continue et une fiabilité accrue, et constitue un élément essentiel des circuits de protection et de contrôle dans les réseaux de distribution modernes. Le projet de distribution du poste de Dongting 500 kV présenté dans cet article utilise un dispositif de protection et de commutation automatique basse tension AM5-DB pour l'alimentation de secours, assurant ainsi des fonctions de protection adaptées aux différents modes d'alimentation. Ce dispositif a non seulement amélioré la fiabilité de l'alimentation et permis une automatisation complète du projet de distribution, mais a également réduit significativement la pénibilité du travail des opérateurs.
Références :
[1] Manuel de conception et d'application des microréseaux d'entreprise Acrel. Version 2020.6
[2] Atlas des principes secondaires de conception et de produit du système de distribution d'énergie intelligent Acrel 35 kV et des sous-stations associées. Version 2020. Octobre.
[3] Solution intégrée d'automatisation, d'exploitation et de maintenance des sous-stations Acrel pour abonnés. Version 2021. Novembre
Date de publication : 2 mai 2025